JP3061134B1 - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチInfo
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Abstract
【要約】
【課題】 完全２×２スイッチの機能を有する光スイッ
チ、及び、大規模マトリクス型スイッチを小型化するこ
との出来る光スイッチを提供することを目的とする。 【解決手段】 交差する二つの光導波路の交差部を斜め
に切断する溝を設け、該溝内に、光線を透過又は反射す
る機能を有する物質を選択的に保持することにより、二
つの光導波路間の光路を切り換える光スイッチにおい
て、前記溝は、前記光導波路の導波路の幅よりも狭く、
且つ、光導波路の中心線の内角２等分線上に形成するこ
とを特徴とし、これにより、前記溝内の物質により該導
波路内に反射される強度を増大させることができる。
チ、及び、大規模マトリクス型スイッチを小型化するこ
との出来る光スイッチを提供することを目的とする。 【解決手段】 交差する二つの光導波路の交差部を斜め
に切断する溝を設け、該溝内に、光線を透過又は反射す
る機能を有する物質を選択的に保持することにより、二
つの光導波路間の光路を切り換える光スイッチにおい
て、前記溝は、前記光導波路の導波路の幅よりも狭く、
且つ、光導波路の中心線の内角２等分線上に形成するこ
とを特徴とし、これにより、前記溝内の物質により該導
波路内に反射される強度を増大させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システム等
における光路設定、切替に用いられる光スイッチに関す
るものである。
における光路設定、切替に用いられる光スイッチに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】光導波路層内で互いに交差する光導波路
の交差部に設けた溝へ封入した水銀を、溝近傍に設けた
微小な薄膜電極を用いて移動させることにより、光路を
切り替える光スイッチが提案されている (Makoto Sato,
"Electrocapillarity OpticalSwitch," IEICE TRANS.
COMMUN., VOL.E77-B,NO. 2,pp. 197-203, FEBRUARY 199
4.)。
の交差部に設けた溝へ封入した水銀を、溝近傍に設けた
微小な薄膜電極を用いて移動させることにより、光路を
切り替える光スイッチが提案されている (Makoto Sato,
"Electrocapillarity OpticalSwitch," IEICE TRANS.
COMMUN., VOL.E77-B,NO. 2,pp. 197-203, FEBRUARY 199
4.)。
【０００３】同様の光スイッチとして、溝へ封入した磁
性流体及び光反射流体、光透過流体を、溝近傍に設けら
れた磁界発生手段を用いて移動させることにより、光路
を切り替える光スイッチ（「光導波路スイッチ」：特願
平５−８８５４号）や、溝へ封入した屈折率整合液を、
溝近傍に設けた微小な薄膜ヒータを用いて移動させるこ
とにより、光路を切り替える光スイッチが提案されてい
る（「光スイッチ」：特願平９−１４１３３７号公
報）。また、この光スイッチを複数個用いて構成された
光スイッチが提案されている。
性流体及び光反射流体、光透過流体を、溝近傍に設けら
れた磁界発生手段を用いて移動させることにより、光路
を切り替える光スイッチ（「光導波路スイッチ」：特願
平５−８８５４号）や、溝へ封入した屈折率整合液を、
溝近傍に設けた微小な薄膜ヒータを用いて移動させるこ
とにより、光路を切り替える光スイッチが提案されてい
る（「光スイッチ」：特願平９−１４１３３７号公
報）。また、この光スイッチを複数個用いて構成された
光スイッチが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の光スイッチは、
交差光導波路の交差部に設けられた溝の片側の側壁だけ
を用いて、光路を切り替えている。従来の光スイッチを
用いて構成された光路切替スイッチを図５に示す。図５
中、符号１は交差型光導波路、符号２は光導波路１の交
差部に設けられた溝、符号３は光導波路１と等しい屈折
率を有する屈折率整合液である。
交差光導波路の交差部に設けられた溝の片側の側壁だけ
を用いて、光路を切り替えている。従来の光スイッチを
用いて構成された光路切替スイッチを図５に示す。図５
中、符号１は交差型光導波路、符号２は光導波路１の交
差部に設けられた溝、符号３は光導波路１と等しい屈折
率を有する屈折率整合液である。
【０００５】入力端ａから入射された光信号は、図５の
（透過時）に破線で示すように、屈折率整合液３が光導
波路１の交差部にあるとき、溝２を透過して出力端Ａへ
出射され、図５の（切替時）に破線で示すように、屈折
率整合液３が光導波路１の交差部以外にあるとき、溝２
の入力端ａ側の側壁で全反射されて出力端Ｂへ出射され
る。
（透過時）に破線で示すように、屈折率整合液３が光導
波路１の交差部にあるとき、溝２を透過して出力端Ａへ
出射され、図５の（切替時）に破線で示すように、屈折
率整合液３が光導波路１の交差部以外にあるとき、溝２
の入力端ａ側の側壁で全反射されて出力端Ｂへ出射され
る。
【０００６】一方、入力端ｂから入射された光信号は、
屈折率整合液３が光導波路１の交差部にあるときには、
溝２を透過して出力端Ｂへ出射されるが、屈折率整合液
３が光導波路１の交差部以外にあるときには、溝２の入
力端ｂ側の側壁の位置が、入力端ｂから入射された光を
出力端Ａへ反射させるための理想反射面（光導波路１の
交点の内角２等分線に位置する垂直面）から入力端ｂ側
に溝２の幅だけずれているため、入力端ｂから入射され
た光を全て出力端Ａへ反射・伝搬することが出来ない。
屈折率整合液３が光導波路１の交差部にあるときには、
溝２を透過して出力端Ｂへ出射されるが、屈折率整合液
３が光導波路１の交差部以外にあるときには、溝２の入
力端ｂ側の側壁の位置が、入力端ｂから入射された光を
出力端Ａへ反射させるための理想反射面（光導波路１の
交点の内角２等分線に位置する垂直面）から入力端ｂ側
に溝２の幅だけずれているため、入力端ｂから入射され
た光を全て出力端Ａへ反射・伝搬することが出来ない。
【０００７】従って、入力端ｂから出力端Ａへ伝搬され
る光量が減少するため、出力端Ａから出力される光信号
の強度と出力端Ｂからの強度との差が大きくなる。出力
端Ａ，Ｂの間での信号の強度差を無くすためには、どち
らかの信号を増幅、もしくは、減衰するための機構が必
要となるため、光スイッチの全体構造が大変複雑にな
る。
る光量が減少するため、出力端Ａから出力される光信号
の強度と出力端Ｂからの強度との差が大きくなる。出力
端Ａ，Ｂの間での信号の強度差を無くすためには、どち
らかの信号を増幅、もしくは、減衰するための機構が必
要となるため、光スイッチの全体構造が大変複雑にな
る。
【０００８】これにより、光スイッチの製造コストが大
きくなり、光スイッチ自体の価格が高くなるといった欠
点があった。即ち、従来の光スイッチは、透過状態では
２入力２出力であるが、反射状態では１入力１出力とな
り、１×２選択スイッチの機能は有するが、完全な２×
２とはならない。
きくなり、光スイッチ自体の価格が高くなるといった欠
点があった。即ち、従来の光スイッチは、透過状態では
２入力２出力であるが、反射状態では１入力１出力とな
り、１×２選択スイッチの機能は有するが、完全な２×
２とはならない。
【０００９】このため、完全２×２スイッチを形成する
のに、図６に示すような形態で３個以上の光スイッチを
組み合わせる必要があった。また、Ｎ個の完全２×２ス
イッチを組み合わせたアレイ型、もしくは、マトリクス
型スイッチを形成するためには、３Ｎ個以上の前記光ス
イッチを組み合わせる必要があった。従って、大規模な
マトリクス型スイッチを形成する場合、スイッチの個数
が大変多くなり、小型化することが出来なかった。
のに、図６に示すような形態で３個以上の光スイッチを
組み合わせる必要があった。また、Ｎ個の完全２×２ス
イッチを組み合わせたアレイ型、もしくは、マトリクス
型スイッチを形成するためには、３Ｎ個以上の前記光ス
イッチを組み合わせる必要があった。従って、大規模な
マトリクス型スイッチを形成する場合、スイッチの個数
が大変多くなり、小型化することが出来なかった。
【００１０】以上のように、従来の光スイッチは、１個
の光スイッチで完全２×２スイッチを形成できないとい
う問題があり、さらに、大規模マトリクス型スイッチを
小型化出来ないというような問題があった。本発明は、
前記従来技術の問題点を鑑みて、完全２×２スイッチの
機能を有する光スイッチ、及び、大規模マトリクス型ス
イッチを小型化することの出来る光スイッチを提供する
ことを目的とする。
の光スイッチで完全２×２スイッチを形成できないとい
う問題があり、さらに、大規模マトリクス型スイッチを
小型化出来ないというような問題があった。本発明は、
前記従来技術の問題点を鑑みて、完全２×２スイッチの
機能を有する光スイッチ、及び、大規模マトリクス型ス
イッチを小型化することの出来る光スイッチを提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の光スイッチは、相対する二つの側壁を持つ溝の中
心線と、交差光導波路の光軸中心線の交点の内角２等分
線（理想反射面）とを一致させ、且つ、光エネルギーの
侵込みによる反射面のシフト（グースヘンシェンシフ
ト）の効果を積極的に利用して理想反射面からの反射面
の位置ずれを減少させることにより、光導波路層内で互
いに交差する光導波路の交差部に設けられた溝の相対す
る二つの側壁を用いて、互いに交差する光導波路間で自
在に光路の切替を行うことを可能とした。また、光導波
路層内において互いに交わらない複数本の光導波路と、
互いに交わらない複数本の光導波路とが互いに交差する
交差部に前記溝をそれぞれ配置し、互いに交差する光導
波路間で光路の切替を行うことを可能とした。
発明の光スイッチは、相対する二つの側壁を持つ溝の中
心線と、交差光導波路の光軸中心線の交点の内角２等分
線（理想反射面）とを一致させ、且つ、光エネルギーの
侵込みによる反射面のシフト（グースヘンシェンシフ
ト）の効果を積極的に利用して理想反射面からの反射面
の位置ずれを減少させることにより、光導波路層内で互
いに交差する光導波路の交差部に設けられた溝の相対す
る二つの側壁を用いて、互いに交差する光導波路間で自
在に光路の切替を行うことを可能とした。また、光導波
路層内において互いに交わらない複数本の光導波路と、
互いに交わらない複数本の光導波路とが互いに交差する
交差部に前記溝をそれぞれ配置し、互いに交差する光導
波路間で光路の切替を行うことを可能とした。
【００１２】〔作用〕本発明の光スイッチは、光導波路
層内で互いに交差する光導波路の交差部に、各々の光導
波路の入力端から入射する光を各々の出力端へ反射する
ことの出来るように、相対する二つの側壁を有する溝を
設け、且つ、グースヘンシェンシフトの効果を積極的に
利用して理想反射面からの反射面の位置ずれを減少させ
ることにより、互いに交差する光導波路間で各々の光路
を同時に、且つ、低損失に切り替えることが出来る。
層内で互いに交差する光導波路の交差部に、各々の光導
波路の入力端から入射する光を各々の出力端へ反射する
ことの出来るように、相対する二つの側壁を有する溝を
設け、且つ、グースヘンシェンシフトの効果を積極的に
利用して理想反射面からの反射面の位置ずれを減少させ
ることにより、互いに交差する光導波路間で各々の光路
を同時に、且つ、低損失に切り替えることが出来る。
【００１３】これにより、１個の光スイッチが、増幅器
や減衰器を用いずに、完全２×２スイッチの機能を有す
ることが出来るため、完全２×２スイッチを従来の３分
の１以下の寸法に小型化し、低価格で実現することが可
能となる。さらに、従来スイッチの３分の１の個数で、
複数個の完全２×２スイッチを組み合わせた機能を有す
る光スイッチを形成することが出来る。従って、スイッ
チ自体の機構を簡素化することが出来る。
や減衰器を用いずに、完全２×２スイッチの機能を有す
ることが出来るため、完全２×２スイッチを従来の３分
の１以下の寸法に小型化し、低価格で実現することが可
能となる。さらに、従来スイッチの３分の１の個数で、
複数個の完全２×２スイッチを組み合わせた機能を有す
る光スイッチを形成することが出来る。従って、スイッ
チ自体の機構を簡素化することが出来る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。本発明の完全２×２スイッチ機
能を有する光スイッチを図１に示す。図中、符号４は光
導波路１の交差部中心に位置する理想反射面を示してい
る。光導波路１は、例えば、シリコン等の支持基板上
へ、石英等の無機材料やエポキシ樹脂等の有機材料を用
いて形成される。
施例を詳細に説明する。本発明の完全２×２スイッチ機
能を有する光スイッチを図１に示す。図中、符号４は光
導波路１の交差部中心に位置する理想反射面を示してい
る。光導波路１は、例えば、シリコン等の支持基板上
へ、石英等の無機材料やエポキシ樹脂等の有機材料を用
いて形成される。
【００１５】石英光導波路は、例えば、火炎堆積法等に
より導波路に相当する厚さの膜を基板上へ堆積した後、
フォトリソグラフィ技術やドライエッチング技術によっ
て形成される。また、エポキシ樹脂光導波路は、スピン
コートにより基板上へ導波路膜を塗布した後、ドライエ
ッチング技術によって形成される。
より導波路に相当する厚さの膜を基板上へ堆積した後、
フォトリソグラフィ技術やドライエッチング技術によっ
て形成される。また、エポキシ樹脂光導波路は、スピン
コートにより基板上へ導波路膜を塗布した後、ドライエ
ッチング技術によって形成される。
【００１６】光導波路１は、互いに交差しており、その
交差部に、光導波路１に対して垂直な相対する二つの側
壁を持つ溝２が設けられている。この溝２は、ドライエ
ッチング技術により、光導波路１を伝搬する全ての光を
遮るのに十分な深さを有し、且つ、入力端ａ，ｂより入
射された光を各々出力端Ｂ，Ａへ全反射するよう交差部
の中心に形成される。
交差部に、光導波路１に対して垂直な相対する二つの側
壁を持つ溝２が設けられている。この溝２は、ドライエ
ッチング技術により、光導波路１を伝搬する全ての光を
遮るのに十分な深さを有し、且つ、入力端ａ，ｂより入
射された光を各々出力端Ｂ，Ａへ全反射するよう交差部
の中心に形成される。
【００１７】溝２中には、光導波路１のコアと等しい屈
折率を持つシリコンオイル等の屈折率整合液３が一部封
入されている。屈折率整合液３が、光導波路１の交差部
にあるとき、入力端ａ（ｂ）から入射された光信号は溝
２内を透過し、出力端Ａ（Ｂ）へ出力される。屈折率整
合液３が交差部以外にあるとき、入力端ａ（ｂ）からの
光信号は溝２の側壁で全反射し、出力端Ｂ（Ａ）へ出力
される（「光スイッチ」：特願平９−１４１３３７
号）。
折率を持つシリコンオイル等の屈折率整合液３が一部封
入されている。屈折率整合液３が、光導波路１の交差部
にあるとき、入力端ａ（ｂ）から入射された光信号は溝
２内を透過し、出力端Ａ（Ｂ）へ出力される。屈折率整
合液３が交差部以外にあるとき、入力端ａ（ｂ）からの
光信号は溝２の側壁で全反射し、出力端Ｂ（Ａ）へ出力
される（「光スイッチ」：特願平９−１４１３３７
号）。
【００１８】溝２の中心線を光導波路１の交点の内角２
等分線（理想反射面４）と一致するように設けると、溝
２の側壁の位置は理想反射面４から溝２の幅の半分だけ
ずれている。しかしながら、グースヘンシェンシフトの
効果により、実際の反射面は溝２の側壁から理想反射面
４側にシフトする。そこで、このシフト量を利用するこ
とにより、反射面を理想反射面４に近い位置に設定する
ことが出来る。
等分線（理想反射面４）と一致するように設けると、溝
２の側壁の位置は理想反射面４から溝２の幅の半分だけ
ずれている。しかしながら、グースヘンシェンシフトの
効果により、実際の反射面は溝２の側壁から理想反射面
４側にシフトする。そこで、このシフト量を利用するこ
とにより、反射面を理想反射面４に近い位置に設定する
ことが出来る。
【００１９】即ち、このシフト量を溝幅の半分になるよ
うに設計すれば、入力端ａ，ｂより入射された光の反射
面を理想反射面と一致させることが出来る。光導波路１
のコアの屈折率を１．４５とすると、スネルの法則から
溝２の側壁で光が全反射する光導波路１と溝２とが成す
交差角は約４６°以下である。グースヘンシェンシフト
による反射面のシフト量（δ）は、光導波路１と溝２か
ら成る交差角（φ）に依存する。
うに設計すれば、入力端ａ，ｂより入射された光の反射
面を理想反射面と一致させることが出来る。光導波路１
のコアの屈折率を１．４５とすると、スネルの法則から
溝２の側壁で光が全反射する光導波路１と溝２とが成す
交差角は約４６°以下である。グースヘンシェンシフト
による反射面のシフト量（δ）は、光導波路１と溝２か
ら成る交差角（φ）に依存する。
【００２０】図２は、グースヘンシェンシフトによる反
射面のシフト量の交差角依存性を示している。そこで、
例えば、交差角を４５°で設計した場合、図２から、入
射した光は、グースヘンシェンシフトにより溝の側壁か
ら約１μｍ侵み込んだ位置で反射すると考えられる。
射面のシフト量の交差角依存性を示している。そこで、
例えば、交差角を４５°で設計した場合、図２から、入
射した光は、グースヘンシェンシフトにより溝の側壁か
ら約１μｍ侵み込んだ位置で反射すると考えられる。
【００２１】従って、溝２の幅を２μｍに設計すれば、
実際の反射面は理想反射面４に一致させることが出来
る。図３は、反射面の理想反射面４からの位置ずれ量と
位置ずれによる伝搬光のエネルギー損失の関係を示して
いる。図３から、反射面の理想反射面４からの位置ずれ
が無い場合、反射面の位置ずれによる損失を無くすこと
が出来る。
実際の反射面は理想反射面４に一致させることが出来
る。図３は、反射面の理想反射面４からの位置ずれ量と
位置ずれによる伝搬光のエネルギー損失の関係を示して
いる。図３から、反射面の理想反射面４からの位置ずれ
が無い場合、反射面の位置ずれによる損失を無くすこと
が出来る。
【００２２】即ち、溝幅をグースヘンシェンシフト量の
２倍に設計することにより、低損失な完全２×２スイッ
チを実現することが出来る。シングルモード用光導波路
の場合、現在、ＮＴＴの花岡らにより、溝幅５μｍ、深
さ４０μｍの垂直な深溝が実現されている (Yoriko Han
aoka, Fusao Shimokawa, and Yasuhide Nishida, "Low-
Loss Intersecting Grooved Waveguides with Low A fo
r a Self-Holding Optical Matrix Switch," IEEE TRAN
SACTION ON COMPONENTS, PACKAGING AND MANUFACTURING
TECHNOLOGY PART B VOL 18 NO 2 pp241-244 MAY 1995)
。
２倍に設計することにより、低損失な完全２×２スイッ
チを実現することが出来る。シングルモード用光導波路
の場合、現在、ＮＴＴの花岡らにより、溝幅５μｍ、深
さ４０μｍの垂直な深溝が実現されている (Yoriko Han
aoka, Fusao Shimokawa, and Yasuhide Nishida, "Low-
Loss Intersecting Grooved Waveguides with Low A fo
r a Self-Holding Optical Matrix Switch," IEEE TRAN
SACTION ON COMPONENTS, PACKAGING AND MANUFACTURING
TECHNOLOGY PART B VOL 18 NO 2 pp241-244 MAY 1995)
。
【００２３】そこで、溝幅を５μｍとすると、反射面の
理想反射面４からの位置ずれ量は１．５μｍとなる。図
３から、位置ずれ量が１．５μｍの場合、反射面の理想
反射面４からの位置ずれによる伝搬光のエネルギー損失
は、０．５ｄＢ以下であり、光導波路の伝搬損失を考慮
しても、光スイッチの挿入損失を１ｄＢ以下に抑えるこ
とが出来る。
理想反射面４からの位置ずれ量は１．５μｍとなる。図
３から、位置ずれ量が１．５μｍの場合、反射面の理想
反射面４からの位置ずれによる伝搬光のエネルギー損失
は、０．５ｄＢ以下であり、光導波路の伝搬損失を考慮
しても、光スイッチの挿入損失を１ｄＢ以下に抑えるこ
とが出来る。
【００２４】市販されている代表的な熱光学スイッチ
（ＴＯスイッチ）の挿入損失は約３ｄＢである。本発明
の光スイッチの挿入損失を３ｄＢ以下に抑えるために
は、反射面の理想反射面４からの位置ずれ量（＋α、＋
β）を４μｍ以下に抑えればよい。即ち、溝幅を１０μ
ｍ以下に設計することにより、ＴＯスイッチよりも低損
失で、１個の光スイッチで完全２×２スイッチの機能を
有する光スイッチを実現することが出来る。
（ＴＯスイッチ）の挿入損失は約３ｄＢである。本発明
の光スイッチの挿入損失を３ｄＢ以下に抑えるために
は、反射面の理想反射面４からの位置ずれ量（＋α、＋
β）を４μｍ以下に抑えればよい。即ち、溝幅を１０μ
ｍ以下に設計することにより、ＴＯスイッチよりも低損
失で、１個の光スイッチで完全２×２スイッチの機能を
有する光スイッチを実現することが出来る。
【００２５】従って、現在加工可能な溝幅が５μｍであ
るため、本発明の光スイッチは十分実用的な光スイッチ
であると考えられる。以上は、シングルモード用光導波
路の場合であるが、マルチモード用光導波路に対しても
適用できることは自明である。マルチモード用光導波路
中を伝搬する光のモードフィールド径は、シングルモー
ド用に比べて大変大きいため、理想反射面からの位置ず
れに起因する反射損失は非常に小さくなる。
るため、本発明の光スイッチは十分実用的な光スイッチ
であると考えられる。以上は、シングルモード用光導波
路の場合であるが、マルチモード用光導波路に対しても
適用できることは自明である。マルチモード用光導波路
中を伝搬する光のモードフィールド径は、シングルモー
ド用に比べて大変大きいため、理想反射面からの位置ず
れに起因する反射損失は非常に小さくなる。
【００２６】例えば、反射面の理想反射面からの位置ず
れが１．５μｍであると、反射損失は０．２ｄＢ以下で
ある。従って、本発明の光スイッチを用いることによ
り、マルチモード用の低損失な光スイッチを実現するこ
とが可能となる。図４は、本発明のスイッチ要素をマト
リクス状に配置した光スイッチを説明する図である。
れが１．５μｍであると、反射損失は０．２ｄＢ以下で
ある。従って、本発明の光スイッチを用いることによ
り、マルチモード用の低損失な光スイッチを実現するこ
とが可能となる。図４は、本発明のスイッチ要素をマト
リクス状に配置した光スイッチを説明する図である。
【００２７】シングルモード用の溝２の長さは２００μ
ｍであるため、光導波路１と溝２の交差角を４５°に設
計すると、溝２が占有する光導波路１に平行な長さは約
１４２μｍである。従って、一般的な光ファイバリボン
のファイバ間隔に対応した光導波路間隔２５０μｍに本
発明の光スイッチを配置することが出来る。例えば、８
×８マトリクススイッチを形成した場合、スイッチ部の
寸法は、２ｍｍ×２ｍｍ程度である。
ｍであるため、光導波路１と溝２の交差角を４５°に設
計すると、溝２が占有する光導波路１に平行な長さは約
１４２μｍである。従って、一般的な光ファイバリボン
のファイバ間隔に対応した光導波路間隔２５０μｍに本
発明の光スイッチを配置することが出来る。例えば、８
×８マトリクススイッチを形成した場合、スイッチ部の
寸法は、２ｍｍ×２ｍｍ程度である。
【００２８】ＴＯスイッチの場合、光を切り替えるため
に必要な結合長が約２ｍｍであることから、８×８マト
リクススイッチを形成すると、全体の寸法は１６ｍｍ×
１６ｍｍ以上になる。従って、本発明の光スイッチをア
レイ状やマトリクス状に配置することにより、様々な機
能を有し、小型で大規模な光スイッチを実現することが
出来る。
に必要な結合長が約２ｍｍであることから、８×８マト
リクススイッチを形成すると、全体の寸法は１６ｍｍ×
１６ｍｍ以上になる。従って、本発明の光スイッチをア
レイ状やマトリクス状に配置することにより、様々な機
能を有し、小型で大規模な光スイッチを実現することが
出来る。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の光スイッチ
は、溝を交差導波路の交点中心に配置し、溝の両側壁を
用いるため、溝の両側壁で反射された光の強度を均等に
することが出来る。光強度を均等にするための増幅及び
減衰器を必要とせずに、１個の光スイッチに完全２×２
スイッチの機能を持たせることが出来るため、従来、３
個以上の光スイッチを必要とした完全２×２スイッチの
寸法を３分の１以下に小型化することが出来る。
は、溝を交差導波路の交点中心に配置し、溝の両側壁を
用いるため、溝の両側壁で反射された光の強度を均等に
することが出来る。光強度を均等にするための増幅及び
減衰器を必要とせずに、１個の光スイッチに完全２×２
スイッチの機能を持たせることが出来るため、従来、３
個以上の光スイッチを必要とした完全２×２スイッチの
寸法を３分の１以下に小型化することが出来る。
【００３０】また、光路を切り替えるための反射回数が
３分の１以下になるため、光路切替による反射損失を３
分の１以下に減少することが出来る。さらに、本発明の
光スイッチを用いてアレイ型、もしくは、マトリクス型
スイッチを形成することにより、従来必要であった光ス
イッチの個数を３分の１以下に減らすことが出来る。こ
れにより、光スイッチ全体の挿入損失を３分の１以下に
低減することが出来る。
３分の１以下になるため、光路切替による反射損失を３
分の１以下に減少することが出来る。さらに、本発明の
光スイッチを用いてアレイ型、もしくは、マトリクス型
スイッチを形成することにより、従来必要であった光ス
イッチの個数を３分の１以下に減らすことが出来る。こ
れにより、光スイッチ全体の挿入損失を３分の１以下に
低減することが出来る。
【００３１】上記のように、本発明の光スイッチを用い
ることにより、低損失で小型化された完全２×２スイッ
チや大規模なアレイ型及びマトリクス型スイッチを実現
することが可能となる。前記実施例においては、溝の一
部へ封入された屈折率整合液を移動させて光路の切替を
行う光スイッチの例を挙げたが、本発明は、相対する反
射面を持つ全ての光スイッチに対して効果をもたらすこ
とが出来る。
ることにより、低損失で小型化された完全２×２スイッ
チや大規模なアレイ型及びマトリクス型スイッチを実現
することが可能となる。前記実施例においては、溝の一
部へ封入された屈折率整合液を移動させて光路の切替を
行う光スイッチの例を挙げたが、本発明は、相対する反
射面を持つ全ての光スイッチに対して効果をもたらすこ
とが出来る。
【図１】本発明の光スイッチが完全２×２スイッチ機能
を有することを示す説明図である。
を有することを示す説明図である。
【図２】グースヘンシェンシフトに起因する反射面位置
ずれの導波路、溝交差角依存性を示すグラフである。
ずれの導波路、溝交差角依存性を示すグラフである。
【図３】グースヘンシェンシフトに起因する反射面位置
ずれ量と伝搬エネルギーの損失の関係を示すグラフであ
る。
ずれ量と伝搬エネルギーの損失の関係を示すグラフであ
る。
【図４】本発明の光スイッチをマトリクス状に配置した
大規模な光スイッチを示す説明図である。
大規模な光スイッチを示す説明図である。
【図５】従来の光スイッチを用いて構成された光路切替
スイッチを示す説明図である。
スイッチを示す説明図である。
【図６】従来の光スイッチを用いて構成された完全２×
２スイッチを示す説明図である。
２スイッチを示す説明図である。
１ 光導波路 ２ 溝 ３ 屈折率整合液 ４ 交差導波路を伝搬する光の理想反射面 ａ，ｂ 入力端 Ａ，Ｂ 出力端 δ グースヘンシェンシフトによる反射面の理想反射面
からの位置ずれ φ 光導波路と溝とから成る交差角
からの位置ずれ φ 光導波路と溝とから成る交差角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧原 光宏 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−303048（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/00 - 26/08 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (6)
- 【請求項１】 交差する第一、第二の光導波路の交差部
を斜めに切断する溝を設け、該溝内の該交差部に、該第
一、第二の光導波路に入力した光線を透過する機能を有
する物質が保持されている場合には、該第一、第二の光
導波路に入力した光線は第一、第二の導波路から出力さ
れ、該溝内の該交差部に該光線を反射する機能を有する
物質が保持されている場合には、該第一の光導波路に入
力した第一の光線は、該溝の該第一の光線が入力する側
の第一の側壁で反射されて、該第二の光導波路に入力
し、該第二の光導波路に入力した第二の光線は、該溝の
該第二の光線が入力する側の第二の側壁で反射されて、
該第一の光導波路に入力し、出力されることにより、光
線の出力先を切り替える光スイッチにおいて、該溝を、
該第一、第二の光導波路の導波路の幅よりも狭くし、該
溝の中心線を該第一、第二の光導波路の光軸中心線の交
点における内角２等分線とを一致させることを特徴とす
る光スイッチ。 - 【請求項２】 前記第一の側壁は、前記内角２等分線か
ら前記第一の光線の入力側に、前記第一の光線が前記溝
で反射される際のグースヘンシェンシフト量に４ミクロ
ンを加えた位置に、前記第二の側壁は、前記内角２等分
線から前記第二の光線の入力側に、前記第二の光線が前
記溝で反射される際のグースヘンシェンシフト量に４ミ
クロンを加えた位置にあることを特徴とする請求項１記
載の光スイッチ。 - 【請求項３】 前記第一の側壁は、前記内角２等分線か
ら前記第一の光線の入力側に、前記第一の光線が前記溝
で反射される際のグースヘンシェンシフト量に１．５ミ
クロンを加えた位置に、前記第二の側壁は、前記内角２
等分線から前記第二の光線の入力側に、前記第二の光線
が前記溝で反射される際のグースヘンシェンシフト量に
１．５ミクロンを加えた位置にあることを特徴とする請
求項１記載の光スイッチ。 - 【請求項４】 前記第一の側壁は、前記内角２等分線か
ら前記第一の光線の入力側に、前記第一の光線が前記溝
で反射される際のグースヘンシェンシフト量の位置に、
前記第二の側壁は、前記内角２等分線から前記第二の光
線の入力側に、前記第二の光線が前記溝で反射される際
のグースヘンシェンシフト量の位置にあることを特徴と
する請求項１に記載の光スイッチ。 - 【請求項５】 第一の平行光導波路群と第二の平行導波
路群を同一平面内で交差させた交差部に、前記第一、第
二の側壁を有する前記溝をそれぞれ配置したことを特徴
とする請求項１，２，３又は４記載の光スイッチ。 - 【請求項６】 該溝の幅を１０ミクロン以下としたこと
を特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13952999A JP3061134B1 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 光スイッチ |
| US09/558,152 US6445845B1 (en) | 1999-04-27 | 2000-04-26 | Optical switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13952999A JP3061134B1 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 光スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3061134B1 true JP3061134B1 (ja) | 2000-07-10 |
| JP2000330044A JP2000330044A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15247416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13952999A Expired - Fee Related JP3061134B1 (ja) | 1999-04-27 | 1999-05-20 | 光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3061134B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6470109B1 (en) * | 2000-06-08 | 2002-10-22 | Agilent Technologies, Inc. | Determining waveguide positions and angles for efficient reflective coupling |
| JP2007148150A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Mitsubishi Electric Corp | 光スイッチ装置 |
-
1999
- 1999-05-20 JP JP13952999A patent/JP3061134B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000330044A (ja) | 2000-11-30 |
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